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2015年中国空调与制冷压缩机市场

2016-02-08周子成

制冷 2016年3期
关键词:离心式冷水机组制冷剂

周子成



2015年中国空调与制冷压缩机市场

周子成

本文综述了2015年中国空调与制冷压缩机市场的概况,包括各类空调与制冷压缩机的产销量,新产品的研发。

空调;制冷;压缩机;市场

1 引言

2015年中国经济增长继续放缓,GDP实际增速为6.9%,较2014年下滑了0.4个百分点。产业结构趋于优化,工业结构调整和转型升级加快,城乡居民收入差距缩小,节能降耗不断推进,创新创业不断增加,新技术、新产品和新商业模式加快形成。在这样的大形势以及大量库存积压和气候不很炎热等情况下,中国空调与制冷压缩机的产销量出现了萎缩。

2015年中国加强了与世界各大国的经济合作;国家主席频繁访问俄、美、英、德、法、韩国、澳大利亚、联合国、欧盟等诸多国家和组织,与14个国家签订了世贸协定;推行“一带一路”、自贸区等战略部署;使出口市场开始回暖。

2 旋转式压缩机

2015年中国继续保持着旋转式压缩机生产和消费第一大国的地位,但首次出现了产、销量的负增长。2015年全年累计产量约为1.33亿台,同比下降13.74%;销量约为1.34亿台,同比下降12.39%。

出口有明显回暖趋势。2015年旋转压缩机外销占比达到15.2%,出口量超过2000万台;出口量前15位的国家和地区是:泰国415.1万台,印度368.4万台,日本217.7万台,香港145.6万台,巴西145.1万台,韩国128.3万台,波兰112.1万台,台湾103.5万台,马来西亚88.7万台,美国88.4万台,土耳其69.8万台,埃及60.3万台,印度尼西亚59.9万台,沙特阿拉伯40.0万台,德国27.8万台。

中国旋转压缩机的年产能已经超过2亿台,处于过剩状态。

各旋转式压缩机生产厂的两极化分化加剧。美芝、凌达、海立、瑞智四家企业2015年行业销售量占比合计已经超过75%,而在2010年只有58%。美芝、凌达两家企业的合计占比已经高达55%(其中美芝占32%,凌达占23%),而在2010年只有37%。其余十余家旋转式压缩机生产厂的市场空间仅有45%,然而这10余家企业的总产能已接近1亿台,其市场需求量却只有近5000万台。

各压缩机制造厂都在加快转型升级,促进可持续发展。例如从中国制造走向中国创造;生产线进行机器换人改造;从开拓国内市场走向加速开拓国外市场;积极开发高能效环保型新产品,淘汰落后产品等。

2.1变频旋转式压缩机

从2010年中国空调行业迅猛席卷“变频风”之后,变频空调的市场份额从10年前只有5%左右迅猛跃升至2015年的60%。

变频空调器继能效标准从SEER转换到APF之后,能效等级开始实现从APF三级向二级提升。高能效变频压缩机产品日益受到用户的喜爱。2015年初,国家在变频空调等家电产品中实施“能效领跑者”制度,鼓励和促进变频一级产品研发、生产和销售。不少厂商在2015年都推出了变频升级的概念,拉动了变频压缩机销量的增长。

海立开发出业界制冷量最大的16HP旋转式压缩机BLACKMAX,其排量为84.8CC/rev,采用R410A、R32等环保制冷剂。并采用独特的轴系稳定技术和减小热变形技术,能在15~110Hz宽频范围内平稳、高效运行。

松下在2015年推出R32旋转式变频压缩机新产品。

凌达推出了性能更好和效率更高的空调用变频旋转式压缩机新产品。

海尔空调与上海日立空调联合发布新能源低压直流变频压缩机技术,实现电力零消耗,并成功应用到全球首款48V全直流太阳能空调器中。

格力空调自主研发的双级变频压缩技术彻底解决了中国北方地区零下十几度的热泵制热难题。

艾默生与美的联合开发了喷气增焓直流变频压缩机,用于美的TR Turbo系列家用中央空调,具备智能远程控制技术,可实现-30℃正常启动,稳定运行,-15℃强劲制热,无任何衰减。

2.2热泵专用压缩机

格力和美芝都开发了旋转式双级压缩喷气增焓的变频热泵专用压缩机。

美芝开发的产品称为双气缸变频变容压缩机,可以实现单级和双级的切换,据据使用时不同的环境温度条件,可以自由切换成双级压缩或单级压缩。在寒冷季节使用时切换成双机压缩,在温暖季节使用时切换成单级压缩,提高了热泵热水器全年运转的综合效率和可靠性。2015年6月4日,美芝的ASN98D22U变频压缩机获得了由中国环境保护部环境保护对外合作中心具体实施的“全球环境基金节能房间空调器推进项目”的“变频空调压缩机节能先锋奖”。

格力将自己开发的旋转式双级压缩喷气增焓的变频热泵专用压缩机匹配出目前行业中最高水平的空气源热泵热水器,能效比达到5.20。

2.3制冷剂替代

根据蒙特利尔议定书的要求,中国空调行业在2015年将R22削减10%的用量,以后每年逐步削减,到2030年实现完全淘汰。中国空调器的产量占全球产量的80%左右,每年制冷剂用量大约是15万吨,R22的使用量在2013年超过了7万吨。

中国空调用制冷压缩机的替代制冷剂主要是R290和R32。根据蒙特利尔议定书的相关要求,中国环保部选择了自然工质丙烷(R290)作为主要的替代路线,R410A作为一个过渡的技术路线。申请到7500万美元的国际赠款。目前整个行业已经顺利完成了2013到2014年的R22消费量冻结目标。行业签署了超过8000吨的改造和淘汰合同。

中国环境保护部在《议定书》多边基金执委会的支持下,已经组织各主要企业开展了18条R290空调器生产线的替代改造项目,4条R290空调压缩机的改造项目,并组织修订了国内相关标准,就R290空调器的能效、安全等方面开展了多项技术研发项目,以确保可燃制冷剂更节能、安全地使用。还制订了R290生产销售补贴方案,利用国际赠款来支持企业先期开展生产和销售工作,R290空调已经具备量产并且上市的能力.

美芝R290空调压随机生产线改造起步最早,2011年11月7日通过了联合国代表与国家环保部的验收。目前已完成1~3HP R290空调压缩机的开发,并以批量投放市场,2015年9月,美芝推出了全新R290环保制冷剂的热泵热水器压缩机,包括SN、SM两个系列,产品排量范围涵盖5.8~13.0cc/rev。

凌达R290空调压缩机于2014年开始量产,截止目前凌达R290机型在应用上覆盖了C39和C48两个系列的三种机型,两条生产线产能可达230万台/年。在建的R290制冷剂压缩机实验室(包括了性能、噪音、可靠性、焓差等测试台)和氦检漏生产线将于2016年竣工,届时可实现公司R290制冷剂全面切换生产和测试。

海立于2014年12月完成R290空调压缩机生产线改造。2015年6月海立R290压缩机生产线又顺利通过了联合国工业发展组织的专家核查,并给予高度评价。海立研发的R290压缩机相比于R22压缩机能效提升了6%,并减少了制冷剂充灌量,提升了空调系统的安全性。海立还积极开发出采用R290压缩机的热泵热水器和除湿机。

珠海格力电器股份有限公司已顺利完成国家环境保护部的关于使用环保制冷剂R290替代R22制冷剂项目。于2014年10月、2015年1月及7月分三次连续销毁了R22的相关淘汰设备,重新开发调整适用R290的空调生产线。

2015年4月,海尔与格力的R290空调先后宣布上市。2015年6月,深圳大学通过政府采购方式首批采购了243台R290空调。6月28日,深圳大学和格力电器签署了采购合同,并现场开始在深圳大学教学楼安装低碳环保R290空调。该空调器由格力制造,压缩机由上海日立制造。至2015年底,已有格力、美的、海尔、春兰、长虹等企业的R290空调通过了中国强制性产品认证(3C认证)。中国R290空调安装、维修与运输行业标准已获批准,于2016年1月1日起正式实施。

随着日本厂商对R32制冷剂的空调产品在市场的快速推广,从2014年8月份开始,中国旋转压缩机行业的R32压缩机产品需求量开始增加,据统计,2014年8月至12月R32压缩机的销售总量接近150万台(含出口),2015年1月至2月累计销售107万台。其中凌达R32压缩机1月产销规模超过20万台(目前主要供给格力)。国内部分空调器企业生产基地均有改造成R32制冷剂产品生产线的计划,而且涡旋压缩机R32制冷剂切换也已列入日程。预计在格力、美的等企业的推动下,2015年家用空调行业R32的替代已全面提速,全年累计规模有望达到千万台数量级。

松下推出了二氧化碳和R1234yf制冷剂的双转子直流变频压缩机。

2.4主要生产厂

旋转式压缩机的主要生产厂有:美芝、凌达、海立、瑞芝、松下、庆安、中航电机三洋、LG、三星、格力、格兰仕、志高等。

美芝是目前全球最大的空调压缩机生产厂,拥有顺德大良、顺德容奇、安徽芜湖三大旋转式压缩机生产基地和安徽合肥冰箱压缩机生产基地,2015年,美芝共生产了旋转式压缩机4167万台。在压缩机前沿技术领域如环保制冷剂应用技术、节能变频技术、高舒适性应用技术及绿色制造技术等方面均取得了诸多突破性成果,。

凌达是中国目前的第二大旋转式压缩机生产厂,拥有珠海(总部)、合肥、郑州、武汉、重庆五大生产基地,近年来发展很快。2015年生产了3010万台旋转压缩机,扩大了变频、大功率压缩机的生产占比。

海立是中国目前的第三大旋转式压缩机生产厂,2015年海立共生产了1517万台旋转压缩机。2015年海立(印度)工厂进行了年产100万台压缩机生产能力的第三期项目建设,将于2016年9月完工。

松下在2015年共生产了旋转压缩机897万台,比上一年降低了17%。2015年产品主要以新制冷剂、高效直流变频产品为主,其变频压缩机占总销量比例已经接近60%,是继美芝、凌达后的第三大变频压缩机生产商。在成功推出了除湿机、热泵热水器、热泵干衣机、精密空调压缩机后,又推出了泳池热泵专用压缩机。

3 涡旋压缩机

涡旋式压缩机广泛用于家用和商用空调器行业,2009年以后,许多生产厂开始关注冷冻冷藏行业,近年来,在中、高温小型冷库市场的增长尤为明显。在3HP至16HP范围内,抢占半封闭活塞式压缩机的市场,增幅超过了20%。其中5HP至7.5HP的市场占有量最大,2015年增幅在15%左右。

自2014年8月以后,涡旋压缩机已经基本退出3HP以下机型的市场,主力机型退守5HP。然而自2014年下半年开始,美芝、凌达两个旋转压缩机巨头开始上量5HP定速旋转压缩机,带动三菱、松下、海立等企业纷纷竞逐。定速5HP涡旋压缩机的性能优势已经被旋转压缩机的性价比优势所取代。

旋转压缩机的疯狂推进、5HP机型惨烈的价格战,令涡旋压缩机企业被迫向7HP以上的轻商领域拓展,使2015年7HP以上涡旋压缩机的产量猛增,但整个制冷量范围内的总销量急速下降。

涡旋压缩机今后主要向7HP以上甚至10HP以上的大冷量机型发展。而7HP以下将让位给旋转压缩机。

涡旋压缩机行业在2014年取得了出色的销售业绩,但2015年的形势却急转直下。2015年中国涡旋压缩机行业累计生产386.7万台,同比下滑14.15%;累计销售385.9万台,同比下滑14.27 %,其中内销为322.9万台,同比下滑14.6%;出口63.0万台,同比下滑12.77%,而各涡旋压缩机生产厂的总产能已超过900万台。

中国涡旋压缩机目前使用的制冷剂为R22和R410A替代路线主要是使用GWP值只有675的R32替代R22和R410A制冷剂。

艾默生环境优化技术于2015年推出了5至12HP的R32商用涡旋压缩机系列和可选的喷气及喷液组件,以及针对新推出的上述R32商用涡旋压缩机系列的喷液、喷气或湿喷的解决方案,使空调厂商在系统设计时能够充分利用谷轮涡旋压缩机的宽广运行范围,提高系统运行效率并节省能耗。

涡旋压缩机的主要生产厂有:丹佛斯、艾默生(谷轮)、比泽尔、大连三洋、西安大金庆安、广州日立、美芝、凌达等。

丹佛斯于2012年开发出向涡旋压缩机气缸中部喷射制冷剂液体的PSH压缩机,是用制冷剂液体而不是气体直接喷射到涡旋压缩机的气缸里,故不需要经济器和额外的管路。也有的厂家称之为“喷液增焓”。PSH涡旋压缩机采用全新的内置操作控制系统(OCS),能够控制制冷剂喷射并防止压缩机超出工作范围,能保存运行数据和事件记录,以提高检修质量;并且能减少停机时间,降低系统质保成本。压缩机自身集成了控制器和喷液阀,使系统设计变得非常简单并易于实现,简化了热泵系统的设计和制造,为用户提供了更节约、简便的解决方案,配置PSH涡旋压缩机的空气源热泵热水器在-25℃的极寒冷天气下能可靠地运行,并产出65℃的高温热水。该系列产品采用R410A制冷剂,使热泵热水器系统设计变得更紧凑,从而有效地减少占地空间并降低系统成本。PSH压缩机系列产品有PSH019(19.5kW)、PSH023(23.5 kW)、PSH026(26.1kW)、PSH030(30.4 kW)、PSH034(34.1kW)和PSH039(38.9kW)等六种型号。受到广东华天成新能源科技股份有限公司、广东日出东方太阳雨空气能有限公司、山东天宝空气能热泵技术有限公司、河北昊青环保设备有限公司等空气源热泵生产厂的采用,获得了很好的市场效益。

丹佛斯的第二代变频涡旋压缩机VZH系列是丹佛斯推出的主要用于商用空调的新产品,原有的涡旋压缩机冷量范围13~26冷吨,新产品将冷量段拓展为4至26冷吨(14~94kW),采用并联方案更可拓展到52冷吨。丹佛斯的LLI低环温喷液技术包括喷液技术、智能控制和使用材料三者的结合。

艾默生(谷轮)在变容量领域,已经从数码涡旋机切换到直流变频机。2015年还推出了5至12HP R32商用涡旋压缩机系列和可选的喷气及喷液组件。

大连三洋是目前中国规模最大的涡旋压缩机生产商,也是中国出口量最大的涡旋压缩机生产厂。除了进一步扩大直流变频机的比重,还推出了多款非传统空调领域的压缩机。

凌达正在加速建设年产50万台涡旋式压缩机的生产线,将于2016年3月峻工量产。

4 冰箱压缩机

受宏观经济增速放缓、前期政策透支、冰箱高普及率、更新换代需求不及预期旺盛等诸多因素影响,冰箱行业进入了低谷盘整期。2015年冰箱压缩机产量为12367.5万台,比上年同期增长3%,销售12450.5万台,比上年同期增长1.52%。从企业方面来看,2015年1~9月,美芝产量达到1010万台,销量达到1019万台,以同比产销增幅近50%以上的成绩,成为冰箱压缩机行业发展最快的企业。2015年11月26日,第4000万台冰箱压缩机在美芝合肥基地顺利下线。

除美芝外,多数其他冰箱压缩机企业产销量均未能达到去年同期的水平。总体看,产量同比好于销售量,中资企业略好于外资企业。

2015年冰箱压缩机出口市场提供了增长的机会。2015年前11个月中国冰箱压缩机出口3471万台,同比增长7.1%。2015全年冰箱压缩机共出口3808.5万台。

2015年中国冰箱市场进入高端化、变频与大容积时代,国家信息中心信息资源开发部数据显示,2015年冰箱压缩机的高端冰箱的定义是6000元RMB以上,而去年这个数字是4500元RMB以上;四门及以上的冰箱2015年的增幅超过200%;2015年一季度,变频冰箱的销量占比是7%,销售量同比增幅超过10%。

冰箱市场的升级,为冰箱压缩机企业提供了增长机会。未来冰箱压缩机“高能效、小型化、大容量、节能环保”将是主要趋势。变频压缩机将成为实现冰箱能效升级的最佳方案。

由中国家用电器协会制定的《2015年中国家用冰箱产业技术路线图》规定了冰箱整机的节能目标是到2020年冰箱能效水平较2015年提高25%,2025年较2020年提高12%;而冰箱压缩机的节能目标是,到2020年定频压缩机COP值较2015年提高5%,变频压缩机使用占比达到30%;到2025年,定频压缩机COP值较2020年提高5%,变频压缩机使用占比达到50%。

中国新的冰箱能效标准将在2016年10月1日正式实施。新标准对产品能效的评价更加专业、更加严格,将根据能效等级按照“1、2、3、4、5”由高到低划分,新1级能效标准产品比旧1级的耗电量下降40%左右。在旧标准下为1级能效的冰箱,在新标下可能变成3级能效。新标准对占冰箱总耗电量88%以上的压缩机提出了新的技术要求。

在技术方面,小型化、高能效的高端产品有很大的拓展空间。

冰箱压缩机的生产厂家较多,且规模大小和技术力量强弱参差不齐。主要的生产厂家有:美芝、华意、加西贝拉、恩布拉科雪花、黄石东贝、广州万宝、青岛海立、思科普(天津)、钱江、江苏白雪、四川丹甫等。

华意系旗下的华意和加西贝拉两大品牌2015年1至7月实现了同比近10%的增长。华意压缩机的产量已经连续两年居全球第一。2015年总产量预计达到3880万台,比排名第二的恩布拉科高出10%左右。

恩布拉科雪花压缩机有限公司2015年上半年冰箱压缩机业绩同比增长6%。2015年在中国市场中推出了Fullmotion全驱变频压缩机,转速低至950r/min,COP值高达2.3W/W,噪声值低至26 dB(A)。

黄石东贝于2015年11月7日由中国轻工业联合会在湖北黄石组织并主持召开了L变频系列、A系列、D系列、R290工质、K系列、L系列、H系类高效节能冰箱用压缩机的产品鉴定会。鉴定结论是:压缩机中A系列、D系列、K系列、L系列为国际领先、L变频系列、R290工质为国际先进、H系列为国内领先。

美芝冰箱压缩机的年产能力已达1200万台,是产销规模增长最快的冰箱压缩机企业。2015年1至7月,美芝冰箱压缩机产量为794万台,同比增长55%;销量为799万台,同比增长51%。2015年11月26日美芝合肥基地第4000万台冰箱压缩机顺利下线。

5 往复式压缩机

虽然往复式压缩机具有技术最成熟,价格较低、容易操作维修等优点,但是它的体积大、重量重、零部件数量多、制冷剂容易泄漏,因而不适合在家用空调中使用,而适合在家用冰箱(0.5HP以下)、饮水机、冷库、冻干机、速冻机和陈列柜等制冷设备(3HP至30HP)中应用。

目前中国市场中往复式压缩机的品牌较多,生产规模和产品质量参差不齐。

往复式压缩机在高温、低温应用中分别受到涡旋式压缩机和螺杆式压缩机的竞争。在高温应用中,小于16HP的往复式压缩机受到涡旋压缩机的排挤,在低温应用中,大于40HP的往复式压缩机受到螺杆压缩机的排挤。市场规模正在不断缩小。目前中国市场中往复式压缩机的生存空间在16到40HP的轻商用领域。

从2014年下半年开始,中国一些领先的往复式压缩机制造厂已经开始研发低温、高效的二氧化碳往复式压缩机,并在15至30HP范围内获得了较好的市场。

2015年中国半封闭往复式压缩机的产量为32万台,比2014年下降了1.7%。

往复式压缩机的生产厂家较多。比泽尔、大明、沃克、爱默生/谷轮约占市场61%的份额,雪鹰、松下、京威、精创企鹅占21%的份额。雪梅、都灵、富士豪、来富康占12%的份额。其他占6%的份额。

比泽尔的半封闭往复式压缩机包括0.5~3HP,3~7HP,7~33HP,9~22HP,15~22HP,22~50HP等多种型号,其中以12~15HP的八角系列最为畅销。

都灵的老牌往复式压缩机产品包括0.4HP至150HP的各类型号,其中主销是集中在3HP~40HP之间。除半封闭式以外,都灵也提供0.6至90HP的开启式往复压缩机。都灵在中国是最大的二氧化碳压缩机生产企业,其产品主要应用于低温或超低温冷藏、船舶、军工及环境模拟等市场。

丹佛斯商用压缩机美优乐NTZ系列是专为低蒸发温度冷冻、冷藏应用设计的一个全封闭活塞式压缩机系列。NTZ系列压缩机优化蒸发温度为-35℃,其范围从-45℃到-10℃。

GEA博客压缩机(杭州)有限公司2011年加入基伊埃集团冷冻技术事业部,产品正式更名为基伊埃博客(GEA Bock)。最近推出一种全新的、更高效的活塞式4缸半封闭压缩机HG44e系列,适用于冷库、超市制冷领域。2014年GEA博客还推出了两款新型高效CO2压缩机,它们分别是2缸CO2亚临界半封闭压缩机HGX12eS CO2和6缸半封闭跨临界CO2压缩机HGX46 CO2T。广泛应用于大型超市中。

开利推出了二氧化碳变频双级半封闭活塞式压缩机,带有级间经济器,高、低压级的排量比为2∶1,变频范围为20~110Hz,并通过外接管路实现低压级卸载,可以用于冷冻集装箱。

泰康推出了R1234yf制冷剂的1/2HP、3/4HP和1HP的全封闭活塞式压缩机。

6 螺杆式压缩机

螺杆压缩机适用的制冷量范围介于涡旋式与离心式之间,从20kW至500kW。

螺杆式压缩机具有零部件较少、COP较高、可靠性好、寿命长、对液击不敏感和可以实现制冷量无级调节等优点,使它在空调和冷冻、冷藏行业的应用发展迅速,年均增长率在10%以上。

近年来,随着开启式和半封闭式螺杆压缩机技术的不断成熟,小型螺杆压缩机在中、高温领域逐渐取代了部分半封闭活塞式压缩机的市场。同时小型螺杆机在价格上也逐年降低。螺杆式压缩机具有排气温度低、零部件数量少、检修频率低等优点,在中、低温领域获得广泛应用。例如复盛及时调整了螺杆机产品结构,其单机产品最小HP数由原来的50HP调整至25HP。每一类机型都分中温和低温两种规格,可单机也可并联。

螺杆压缩机在空调领域受到大匹数、多台并联涡旋压缩机及磁悬浮离心压缩机取代的威胁,使其市场规模有一定程度的缩小。一些螺杆式压缩机生产厂转入低温冷冻、冷藏和工业应用领域。

中国冷库建设呈现出数量增加和走向规模化以及轻便预制装配化、管理及进出库货物装卸自动化、灵活多样、高效安全、环保节能的发展趋势。半封闭螺杆压缩机正迎合了这种趋势。复盛、比泽尔的螺杆压缩机在零下35摄氏度的低温冷库中获得了广泛应用。国产品牌螺杆压缩机产品正在加速研发。冰轮和雪人股份的螺杆机在市场中占有较大的份额。

2015年中国的螺杆压缩机产量估计为55000台,比2014年下降了17%。

中国市场上螺杆压缩机使用的制冷剂多数为R134a,低温冷藏用的为R404A。

6.1螺杆压缩机在核电站、轨道交通中的应用

除了空调、冷冻冷藏、工业过程应用外,近年来螺杆压缩机在核电站、轨道交通中的应用日益广泛。

中国正在大力发展核电。每隔几个月就有一座反应堆开工建设,以实现一个因为雾霾而变得更加紧迫的目标,即到2030年左右将非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。正在广东兴建的台山核电站是目前世界最大的核电站。中国政府已决定在2016年开始的第十三个五年计划中,以每年6~8座的速度新建核电站,并为引进自主开发的新型核电站投入共5000亿元资金。

格力、盾安等都推出了高可靠性的核电站专用冷水机组。

中国2015年到2017年新开工建设的轨道交通重大项目有68个,预计到2020年,北京、上海、广州、深圳等城市将建成较为完善的轨道交通网络,南京、重庆、武汉、成都等城市建成轨道交通基本网络。近年来,一些压缩机企业纷纷投身城市轨道交通建设中,将轨道交通作为主营业务之一。

麦克维尔在城市轨道交通系统方面占有优势。继天津地铁3号线共38台冷水机组和90台组合式空调机组试运行后,麦克维尔空调再次中标天津地铁6号线空调设备项目。全线采用一级能效的麦克维尔PFS单螺杆式冷水机组79台、MDM组合式空调机组74台,总合同额约近4700万,不仅是目前天津地区最大的城市轨道交通项目,也是天津地区有史以来单项合同额最大的项目。

克莱门特为北京轨道交通6号线西延工程提供空调机组以及中央空调优化管理系统。克莱门特为该工程提供6个站点的高效水冷螺杆冷水机组和组合式空调机组以及中央空调优化管理系统。每台中央空调主机均为满液式双螺杆压缩机设计,单台机组压缩机互相备用,具有较高的可靠性和节能效果。

刚开通的杭州地铁4号线,采用了EK公司的15台蒸发式冷凝螺杆冷水机组。EK公司的轨道交通专用高效蒸发式冷凝螺杆冷水机组引进欧洲领先的设计和研发制造经验,高效双螺杆压缩机设计技术,结合采用自主专利新型TUBE-TO-PLATE连续降膜蒸发冷却技术,创新一体化设计,无需冷却水塔和大功率冷却水泵,对比传统风冷、水冷空调系统节能40%以上。

近年来,海尔中央空调在轨道交通领域取得的成绩有目共睹,已经覆盖了北京、深圳、上海、广州等16个城市,中标43条地铁线,市场占有率达50%以上;包括在深圳地铁已运行的地铁1~5号线和北京地铁2009年投入施工的5条地铁线路。

顿汉布什自1999年起即涉足轨道交通领域,16年来,曾服务于北京地铁、上海地铁、南京地铁、成都地铁、天津地铁、广州地铁、重庆地铁、沈阳地铁、杭州地铁、南昌地铁、西安地铁、深圳地铁、大连地铁、福州地铁、宁波地铁、合肥地铁、东莞地铁等。被北京地铁、大连地铁、西安地铁等轨道交通企业评为优秀供应商。2015年12月,顿汉布什中标合肥地铁2号线。顿汉布什为其提供了WCFX水冷全封闭螺杆冷水机组、群控系统、冷凝管在线清洗装置和全程水处理设备,合同金额逾2500万元。

美的中央空调成功中标广州市轨道交通6号线二期、4号线南延段、21号线工程通风空调系统及水系统设备采购项目。该项目采用了美的MC系列高效降膜式螺杆冷水机组以及全部配套末端设备,其中美的MC系列高效降膜式螺杆冷水机组全部达到国家一级能效水平。

天加空调也成功中标广州市轨道交通7号线一期、8号线北延段、13号线首期工程通风空调系统水系统设备采购项目。天加空调为该项目提供63台降膜式水冷螺杆冷水机组和风冷螺杆式冷水机组、256台组合式空气处理机组和柜式风机盘管机组。

6.2主要生产厂

随着中国螺杆压缩机市场的迅速扩张,许多领先的螺杆压缩机制造商已经把他们的生产基地迁至中国。比泽尔、日立、开利、约克(JCI)、特灵、大金及麦克维尔在中国都有了工厂。此外,雪人(莱富康)、烟台顿哈布什、LG(青岛)、烟台荏原、复盛也在销售螺杆压缩机。中国生产螺杆式压缩机的民族企业的大连冰山、烟台冰轮、武汉新世界有较大的产量。美的和格力近年来也在大力发展螺杆压缩机和配套的冷水机组。

开利的三螺杆压缩机是半封闭式,通过改变齿轮的传动比,可产生不同制冷量规格的产品。开利的23KRV冷水机组上采用的是变频三螺杆压缩机,制冷剂为R134a,IPLV为11.3,制冷性能系数处于行业的首位。

约克于2015年8月推出全新YVWA热泵机组,是一款全新开发的变频水冷螺杆式冷水机组,使用了P134a环保制冷剂,冷量范围从120至300冷吨。

汉钟螺杆压缩机产品的冷量范围从25冷吨到500冷吨。其变频半封闭式螺杆压缩机排量从356m3/h到867m3/h,COP最高为4.87,运行频率从30到70Hz。

雪人股份2013年收购了意大利莱富康,2014年10月雪人股份完成了对莱富康生产线的改造,2014年螺杆压缩机的产量在1000台左右,2015年起将逐步放量。莱富康的变频螺杆压缩机有13个品种,排量从378m3/h到1540m3/h,运行频率从30到70Hz。变频器与压缩机设计成一体,名义COP达到4.92。

比泽尔北京工厂于2012年进行扩容建设,于2013年完工,螺杆压缩机的产量扩大了3倍。比泽尔的变频螺杆制冷压缩机有4个型号,采用外置变频器,运行频率从20Hz到90Hz,制冷量在300kW以上。2014年销量增长了50%。并生产氨和二氧化碳螺杆压缩机。在2015年中国制冷展上,比泽尔推出了智能变频螺杆压缩机,频率范围在0到135Hz,比泽尔已宣布在CSH和CSW螺杆压缩机上使用R1234yf和R1234ze(E)HFO制冷剂,用来替代R134a制冷剂。这两种制冷剂的GWP值在10以下,而R134a的GWP值约为1400。

复盛的变频螺杆制冷压缩机频率从20Hz到90Hz,制冷剂可使用R134a、R407C、R410A。产品覆盖空调用和冷冻冷藏用,包含40到200HP产品,其中40到80HP和80到90HP产品最为畅销。

三菱电机于2015年8月25日发布公告,将从德龙集团(De′LonghiIndustrial S.A)手中收购意大利中央空调制造巨头DeLclima公司74.97%的股份,并计划在2015年内收购剩余的25.03%的股份,并购总代价高达6.64亿欧元(约合48.87亿元人民币)。DeLclima旗下有两大子公司,分别是克莱门特和RC GROUP(意大利艾洛其集团)。RC GROUP是意大利最大的机房专用空调生产厂商,成立于1963年,克莱门特则成立于1971年,具有40多年的制冷空调产品的生产经验,是欧洲乃至世界空调制冷市场上享有盛誉的跨国公司。意大利克莱门特股份有限公司在意大利、西班牙、中国和印度建设有6个生产工厂、9个分公司、70多个办事处,业务遍布全球,在中国离心式和螺杆式冷水机组市场占有一定的份额,在2015中国制冷展上,克莱门特展出了最新研制和开发的水冷变频螺杆式冷水机组。

格力从2002年开始生产半封闭螺杆压缩机并配套生产LH系列水冷螺杆式冷水机组,其IPLV可达到7.5.制冷量在20到100%范围内无级调节,制冷剂为R22。格力于2015年5月荣获福布斯全球企业2000强榜单家电分类中第一名。

重庆美的通用制冷设备有限公司生产多种规格的螺杆压缩机和配套的螺杆冷水/热水机组。螺杆压缩机采用第三代5齿+6齿啮合的非对称齿形的双螺杆、瑞典SKF轴承。制冷剂有R22和R134A。美的于2015年5月荣获福布斯全球企业2000强榜单家电分类中第二名。

烟台冰轮生产各种开启式、半封闭式螺杆制冷压缩机和机组。其研发和生产的CO2螺杆压缩机和NH3/CO2复叠式系统在中国的多个冷库中被应用,并荣获2014年中国制冷学会特等奖。该NH3/CO2复叠制冷系统获得国家科委鉴定,被联合国《蒙特利尔议定书》多边基金组织、联合国开发计划署、环境署列为替代R22的示范项目。该NH3/CO2复叠螺杆制冷机组产品适用于-55℃至-25℃多种工况下使用,与传统的氨双级压缩机相比,COP提高了8.8%。烟台冰轮NH3/CO2复叠螺杆制冷机组典型的应用是大连獐子岛渔业集团股份有限公司的贝类及海参冷冻加工中心,它已成为目前中国规模最大、系统技术最先进的二氧化碳制冷在水产品加工行业应用的示范项目。

目前市场上二氧化碳冷库项目大多都是采用氨/二氧化碳复叠制冷系统。二氧化碳循环在亚临界条件下运行,此时二氧化碳用作低温级制冷剂,高温级用氨作制冷剂,氨/二氧化碳复叠制冷系统的氨充灌量只有单一氨双级压缩系统的1/10,因而有效地降低了氨充灌量,此外复叠制冷系统将氨制冷设备限制在机房内,使氨与冷库库房及食品加工场所隔离,极大地提高了安全性。与传统的单一氨制冷剂系统相比,实际使用效率可提高10%左右,有效地降低了能源消耗。

大连冰山集团生产各种开启式、半封闭式螺杆制冷压缩机和机组,有JZLG、YSLG系列20余个规格。SCC40开启式螺杆机组可实现8台机组本地联网功能。2004年收购了武汉冷冻机厂新世界制冷工业有限公司30%的股份。增强了集团内螺杆制冷压缩机的研发与生产能力。

7 离心式压缩机

离心式压缩机在空调领域中是制冷量最大的压缩机机型。具有效率高、零部件少、体积小、制冷量大的优点,广泛应用于高层建筑如商务办公楼、酒店、会议厅、剧院、大型商场、体育馆等以及石油、化工、化纤、冶金和核电站等工艺用冷需要。单机制冷量在500到700冷吨之间。目前已开发出单机3000冷吨的压缩机。同时它可以多机并联使用,以满足更大的制冷量需要。大多数空调离心压缩机是提供给空调设备厂生产冷水机组、热泵和热回收机组使用,或本公司自己配套同时生产冷水机组、热泵和热回收机组。

空调用离心压缩机有单级压缩机和多级(双级)压缩机。虽然美国开利、约克和麦克维尔传统的是生产单级离心压缩机,而特灵是生产双级和三级离心压缩机,然而,由于使用的制冷剂从以往的R11、R113、R114低压制冷剂到20世纪90年代转换成较高压力的R134a,采用带经济器的两级压缩可以获得较高的效率,许多离心式压缩机公司的产品都纷纷转换成双级空调用离心式压缩机。

2015年中国离心式压缩机的产量估计为3750台。

近年来,中国在空调与离心压缩机的技术上有了新的突破,主要表现在光伏供电技术、变频技术、无油轴承技术和大容量技术。

7.1光伏供电技术

格力自主研发的光伏直驱利用率高达99.04%的格力光伏直驱变频离心机,是全球首套具有光伏发电功能的大型中央空调,实现了空调运行“零费用”。

其实验样机安装在珠海格力电器总部一个建筑面积18000m2的办公楼中,光伏板主要是给空调设备供电。根据建筑的总冷负荷需要,配置功率419kW(按机组满负荷配置),选定了1562块250W的多晶硅电池组件,总功率为390.65kW,给光伏磁悬浮离心式冷水机组供电。光伏板铺设在面积为4000m2的屋面上。与常规离心式空调系统相比,光伏直驱变频离心式冷水机组系统要增加投资375万元,年发电量是42.1万kWh,一年的综合经济效益(包括国家补贴及多余的电供应给电力公司)在69.2万元左右,投资回收期为5.4年。

格力光伏直驱变频多联机已成功销售了349台,除17台销往国内的天津、上海、珠海等地外,另332台则全部销往马来西亚,最近又获得伊朗德黑兰大学的订单。

7.2磁悬浮轴承的离心式压缩机

磁悬浮轴承最早是在2009年首先由丹佛斯Turbocor公司发明,并推出了70冷吨的直流变频双级压缩离心式压缩机。

丹佛斯Turbocor天磁牌磁悬浮无油变频压缩机为全球一些重要的场所提供了节能解决方案,如佛罗里达的奥兰多科技中心、首尔的韩国战争纪念馆、伦敦的大理石拱门绿色办公楼,以及中国武汉的辛亥革命纪念馆、新疆哈密宝农综合商贸城等。

格力也在2013年自主开发出磁悬浮的直流变频离心式压缩机及冷水机组。由于它不需要用油润滑轴承,使整个制冷系统中无油的污染,提高了换热设备的传热效果,同时降低了压缩机轴承的摩擦功率消耗。

海尔在2015中国制冷展上发布了2200RT行业磁悬浮机组中最大制冷量的全球首台全降膜式磁悬浮离心式冷水机组,IPLV达到了13.18,为行业中的最高能效数据,并创造了高达55%的节能新纪录,同时通过自身独有的全降膜技术,使制冷剂充灌量减少50%。其“无摩擦零损耗”的核心技术使压缩机使用寿命延长至30年;电机启动电流仅为2安培,噪声只有70分贝。海尔的磁悬浮离心式冷水机组(压缩机为外购)已成功地在俄罗斯第一大房地产商PIK,巴黎中心星级酒店MILTON,巴基斯坦人马座商业综合体等多个海外项目中运行,2015年又赢得中东伊朗的伊斯法汗国际会展中心(Isfahan International Convention Center)项目和包括香港的著名的红磡体育馆、香港的北大屿山医院及众多政府公共建筑等13个项目。目前海尔磁悬浮中央空调已经覆盖欧盟、澳洲、亚太以及中东四大区域,占81%国内市场的份额。海尔将在2016年初投资5亿元占地120亩建设全球首个磁悬浮中央空调智能互联工厂。

7.3制冷剂气体润滑轴承

美的于2014年自主研发出采用制冷剂气体润滑轴承的离心式压缩机及冷水机组。气体轴承的摩擦功率比油轴承要小得多,因此提高了压缩机的效率,同时保证系统中没有润滑油。美的中央空调采用最新技术的变频直驱离心式水地源热泵,是在2014年超高效气体润滑轴承压缩机的基础上,又采用了变频直驱、全降膜蒸发技术与压缩机自由切换技术。由于采用变频直驱技术,不需要增速齿轮,实现压缩机的高效小型化。COP达到了6.59,远超国家一级能效标准18%。变频直驱离心式水地源热泵的最大特点是在多工况下制热,可轻松实现-1℃低温进水,70℃超高温出水,使用范围更广。采用全降膜蒸发技术比传统冷水机可减少40%的制冷剂充灌量。

美的还开发出双压缩机自由切换的离心式冷水/热水机组,通过控制器可以按照选择使两台压缩机串联或并联运行,从而扩展机组的运行范围,实现不同工况下的制热运行,该机组可以按照用户的选择,提供油膜轴承或气体轴承或制冷剂润滑轴承。

7.4变频驱动技术

离心式压缩机的冷水机组大部分时间是在部分负荷下运行,提高部分负荷效率是重要的节能措施。从流体力学的相似原理得出,压缩功的消耗与容积流量的三次方成正比,而容积流量与转速成一次方变化,因此,在部分负荷运行时,通过改变转速调节离心式压缩机的制冷量比其他方式更高效。随着半导体技术的进步,控制器和变频驱动的成本已经大幅降低,并且适用的制冷量范围扩大。因此,带变频器驱动的离心式冷水机组已广泛使用。格力和美的均成功地开发出变频驱动的离心式压缩机及配套的冷水机组。

2015年6月,格力永磁同步变频离心式冷水机组成功用于国家人民大会堂全体建筑。一起竞标的企业还有国外的开利、约克,国内的美的、海尔。25年前,人民大会堂选择了开利的离心式冷水机组,25年后,在人民大会堂对使用的空调设备更新换代时,选择了中国格力的产品。

2016年4月,美的重通成功研发出“高效变频直驱降膜离心机”,该产品蕴含了水平对置压缩机技术、单轴直驱技术、全降膜蒸发技术等十多项创新性核心技术,为产品整体性能达到世界一流水准提供了物质基础。采用高速变频电机直驱叶轮,突破了传统电机转速极限,直接实现叶轮的高转运转,转速高达16000转;易损部件降低为传统部件的30%,大大提高机械寿命;高效直联驱动技术,提升能效5%以上。同时,将两级叶轮水平双向背靠背排列在轴承两侧,形成水平对置压缩机,这一技术的优势在于剩余轴向力仅为传统结构的10%,轴承可靠性更高,能大幅提高机组的运行稳定性。而且,更好的平衡性能减少机组的振动,提高压缩机工作效率5%以上。其综合能效IPLV从行业平均水平的7.5提升到10.69,运行噪音从行业平均的90分贝下降到75分贝。

7.5大容量技术

离心式压缩机是高速旋转的压缩机,单机制冷量越大技术难度也越大。2015年中国在生产单机大制冷量离心式压缩机也取得了可喜的成绩。

2015年8月,格力中央空调最大单机冷量的3000冷吨离心式冷水机组服务于一汽大众成都总部生产基地。3000冷吨制冷量约为10550kW,相当于4058台一匹分体空调的制冷量,可以为5000平方米以上的建筑面积提供制冷服务。

大连冷冻机公司(DRC)和三菱重工(MSI)于2013年合资组建的三菱重工冰山制冷(大连)(MBRD)是中国大容量冷水机组的专业生产厂,目前生产和销售600~1800冷吨范围内的离心式冷水机组,目标是年销售500台。并且还能提供从日本进口的单机冷量达到5000冷吨的大型离心式压缩机。

中国市场上的离心式压缩机使用的制冷剂主要是R134a。在开发具有低全球变暖潜值(GWP)新型制冷剂的压缩机方面也取得了可喜的进展。

7.6主要生产厂

美国四大离心式压缩机公司—江森自控、特灵、麦克维尔和开利仍是中国市场中主要的离心式压缩机生产厂。它们在中国都设有生产、研发、销售和售后服务基地。

在中国制造离心压缩机的日本生产商有荏原、日立、三菱重工。韩国的生产商有LG。

生产基地在美国佛罗里达的丹佛斯Turbocor天磁TM磁悬浮无油变频压缩机在中国有较好的销售业绩。该压缩机荣获2015年9月美国节能联盟评选的“年度能效之星”奖。Turbocor压缩机单机制冷量已扩大到1500冷吨,并且在2015年已开发出可以5台机组(总制冷量达到7500冷吨)无间隙并列安放的磁悬浮冷水机组。Turbocor磁悬浮冷水机组在全球一些重要的公共场所中的应用不断增多,如佛罗里达的奥兰多科技中心、首尔的韩国战争纪念馆、伦敦的大理石拱门绿色办公楼,以及中国武汉的辛亥革命纪念馆,上海陆家嘴金融商圈的浦东假日酒店,比利时City2购物中心,中国苏州在水一方酒店等。

麦克维尔于2014年推出WTC双级压缩高压变频离心压缩机,满负荷能效值高达6.1,综合部分负荷效率值高达10.0。2015年10月,麦克维尔为新加坡南洋理工大学NTU North Spine项目提供数台麦克维尔WMCXE磁悬浮系列机组及双级压缩离心机组,并为福州海峡奥体中心项目提供多台机组,包括4台10千伏的离心式机组WSC系列、3台超高效两级压缩离心机组WTC系列、2台高效离心机组WSC系列、3台单螺杆机组PFS系列、200多台组合式空气处理机组MDM系列、1200多台风机盘管MCW系列,所有的设备都已经投入使用。2015年12月麦克维尔为蚌埠新地城市广场配备4台WTC双级压缩离心机、5台PFS降膜螺杆机。麦克维尔的离心式冷水机组在顶级赛事场馆中使用的有的2009年山东全运会、2010年广州亚运会、2011年深圳世界大运会、2014年南京青奥会和2015年全国青运会。麦克维尔在重庆朝天门国际商贸城获得近四千万元RMB的订单。该商贸城总建筑面积548万平方米,总投资超260亿元。麦克维尔提供了16台1600~2600冷吨大冷量10千伏高压WCC系列串联逆流高效离心式冷水机组,总制冷量近30000冷吨。

江森自控于2015年1月与株式会社日立制作所和日立空调家用电器株式会社签署了成立全球合资企业的决定性协议。根据协议,除去日本地区的销售和运营,江森自控将会获得日立空调家用电器株式会社旗下销售额超过3000亿日元(约26亿美元)的全球空调业务的60%所有权股权。

开利于2015年3月与美的、重庆机电三方签订了全面战略合作协议。开利获得35%股权入股美的中央空调重庆生产基地。三方将探讨通过海外合资公司拓展美的中央空调海外销售业务。2015年4月,开利的母公司联合技术公司UTC与南京天加空调设备有限公司宣布:两家公司正在就联合技术公司旗下关联公司投资天加公司少数股权一事进行正式协商,此项商议将促成联合技术公司与天加公司分享指定技术,并建立OEM的合作关系。2015年开利推出的19XR双级压缩3000冷吨的离心式冷水机组,其压缩机是目前制冷量最大的。

荏原2015年12月为北京华贸中心提供3台采用HFC245fa制冷剂的RTBF系列高效离心式制冷机,总制冷量达4650冷吨。

广州日立冷机于2015年为宁夏协鑫晶体科技发展有限公司提供离心机、螺杆机等产品,总冷量超2500RT。宁夏协鑫单晶项目于2015年6月18日正式动工建设,项目总体规划产能10GW,规划投资达150亿元。

顿汉布什为苏州汽车西站重建项目提供了WCFX36SRVE水冷全封闭变频螺杆冷水机组、DCLC1100N水冷离心式冷水机组及末端设备。

LG为中国电信云计算内蒙古信息园项目提供8台2000冷吨离心机组中的4台机组。该信息园项目总投资概算173亿元RMB,总建筑面积100.6万平方米。设计容量42栋机楼,超过10万机架,可提供IDC机架、互联网带宽、CN2/VPN和传输电路、云主机、云存储、云桌面以及其他云业务。

汉钟精机在2012年向全球中央空调厂商提供离心式制冷压缩机产品和技术服务,计划在2016年推出300~1000USRT磁悬浮离心式制冷压缩机商品化产品。

8 结束语

2015年中国空调与制冷压缩机行业虽然增速有所放缓,但在企业转型升级、技术改造、新产品研发、制冷剂替换、开拓海外市场等方面都取得了丰硕的成果。中国的空调制冷压缩机市场已成为全球主要空调与制冷压缩机生产商相互竞争的宝地,这种竞争也推动了中国空调与制冷压缩机的技术进步和生产规模的扩大,同时也促进了中国的空调与制冷压缩机制造业从国内走向世界。

Chinese Air Conditioning and Refrigeration Compressors Market in 2015

ZHOU Zicheng

The Chinese air conditioning and refrigeration compressors market overview in 2015 is reviewed in this paper, including the production and shipment of various types of air conditioning and refrigeration compressors,and the R&D of new compressor prodects.

Air Conditioning;Refrigeration;Compressors;Market

2016-6-30

周子成(1935-),男,教授,主要从事制冷空调的理论研究和新产品设计。Email:zichengzhou@163.com

ISSN1005-9180(2016)03-001-11

TB652;TH45文献标示码:Bdoi:10.3696/J.ISSN.1005-9180.2016.03.000

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